納秒級高重復(fù)頻率脈沖水介質(zhì)開關(guān)的研究.pdf

1、與利用傳統(tǒng)介質(zhì)的脈沖形成線（例如PTFE）相比，水的介電常數(shù)為80 ε=，這使得脈沖形成線(PFLs)和開關(guān)的設(shè)計和構(gòu)造更加緊湊。由于水的高絕緣強(qiáng)度，超過1MV/cm，開關(guān)間隙可以減少至幾百個微米，開關(guān)電壓仍然可達(dá)上萬伏。小放電間隙可以減少開關(guān)阻抗，因此得到很高的電壓和電流上升率?；謴?fù)時間定義為，間隙間的電壓完全恢復(fù)到上一次擊穿場強(qiáng)的時間。在開關(guān)間隙間流過高流速水流可有效去除放電后產(chǎn)生的氣泡和雜質(zhì)，使開關(guān)的恢復(fù)時間減少，頻率升高。

2、>　　 本文著重于設(shè)計和實驗水介質(zhì)布魯姆萊因脈沖形成線和同軸圓柱體開關(guān)等組成的緊湊型脈沖功率系統(tǒng)。脈寬40ns 是有布魯姆萊因線的長度決定的，40 Ω的阻抗是由PFL的幾何結(jié)構(gòu)和絕緣介質(zhì)（水）所決定的。擊穿電壓為5kV，電壓上升時間為ns量級，流經(jīng)開關(guān)間隙的循環(huán)水系統(tǒng)使得重復(fù)頻率有望達(dá)kHz，可持續(xù)若干分鐘。在層流狀態(tài)下，增加水流速度可提高水中氣泡去除速率，提高開關(guān)的自恢復(fù)速率。但在湍流狀態(tài)下，會產(chǎn)生了大量氣泡，擊穿電壓顯著降低。當(dāng)流